(57)【要約】  光路補正装置（３１）は、反射ミラーと、回動部材（５１）と、変位部材としての圧電素子（５２）と、連結部材（５６）とを有している。回動部材（５１）は、反射ミラーを支持する支持面（５１ａ1）を有し、回動中心（Ｐ）を中心として回動可能である。圧電素子（５２）は、回動部材（５１）に対して反射ミラーとは反対側に設けられ、回動部材（５１）との間隔が変化する方向に伸縮可能である。連結部材（５６）は、圧電素子（５２）の伸縮方向に垂直な端面（５２Ｓ）と回動部材（５１）とを連結する。連結部材（５６）は、上記伸縮方向から見たときに、圧電素子（５２）の伸縮を回動部材（５１）に伝達する作用領域（５６ａ）を有している。この作用領域（５６ａ）は、圧電素子（５２）の端面（５２Ｓ）よりも狭く、かつ、端面（５２Ｓ）における回動中心（Ｐ）に近い部分的な領域（５２Ｓ1）と対応している。
2011135943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の光路を補正する光路補正装置であって、
反射ミラーと、
前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、
前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、前記回動部材との間隔が変化する方向に伸縮可能な変位部材と、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する連結部材とを備え、
前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、
前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面よりも狭く、かつ、前記端面における前記回動中心に近い部分的な領域と対応していることを特徴とする光路補正装置。
【請求項２】
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と対向する前記回動部材の領域を、前記回動部材の回動中心により近い第１の領域と、前記回動中心からより遠い第２の領域とに分割したとき、
前記連結部材は、前記変位部材の伸長時に、前記作用領域によって前記回動部材の前記第１の領域を押圧することを特徴とする請求項１に記載の光路補正装置。
【請求項３】
前記作用領域は、前記連結部材の前記回動部材と接触する端面において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の中心を通る伸縮方向に沿った中心軸よりも、前記回動中心に近い位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の光路補正装置。
【請求項４】
前記回動部材は、前記支持面として円形の端面を有する第１円柱部を有しており、
前記連結部材は、
前記第１円柱部よりも小径で、前記回動中心を通る軸で前記第１円柱部と同軸に連結される第２円柱部と、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面における前記部分的な領域と、前記第２円柱部とを連結する接着剤とを有しており、
前記第２円柱部は、前記第１円柱部と連結される端面に、前記作用領域を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光路補正装置。
【請求項５】
前記接着剤は、弾性を有していることを特徴とする請求項４に記載の光路補正装置。
【請求項６】
前記連結部材は、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の少なくとも一部と固定される台座部と、
前記台座部の中心よりも前記回動中心側に位置して、前記台座部と前記回動部材とを連結し、前記変位部材の伸長時に前記台座部からの押圧力が伝達される押圧部材とを有しており、
前記押圧部材は、前記回動部材と連結される端面に、前記作用領域を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光路補正装置。
【請求項７】
前記押圧部材は、弾性を有していることを特徴とする請求項６に記載の光路補正装置。
【請求項８】
前記変位部材は、複数設けられており、
前記連結部材の前記作用領域は、前記複数の変位部材の個々の伸縮を前記回動部材に伝達することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光路補正装置。
【請求項９】
前記複数の変位部材は、電圧印加によって伸縮する圧電素子でそれぞれ構成されており、
少なくとも２つの圧電素子に対して互いに逆位相の電圧を印加する電圧印加部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の光路補正装置。
【請求項１０】
前記電圧印加部によって互いに逆位相の電圧が印加される２つの圧電素子は、前記回動部材の回動中心を通る軸に対して対向配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光路補正装置。
【請求項１１】
光源からの光を分離して移動鏡および固定鏡に導き、前記移動鏡および前記固定鏡にて反射された各光を合成し、干渉光として検出器に導く干渉計であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の光路補正装置を備え、
前記光路補正装置の前記回動部材で支持される前記反射ミラーは、前記固定鏡であることを特徴とする干渉計。
【請求項１２】
請求項１１に記載の干渉計と、
前記干渉計の前記検出器で得られるインターフェログラムをフーリエ変換する演算部とを備えていることを特徴とするフーリエ変換分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射ミラーを支持する回動部材を回動させて、反射ミラーで反射される光の光路を補正する光路補正装置と、その光路補正装置を備えた干渉計と、その干渉計を備えたフーリエ変換分光分析装置（フーリエ変換分光器とも称する）とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＩＲ（Fourier  Transform  Infrared  Spectroscopy）に利用されるマイケルソン２光束干渉計では、光源から発した赤外光をビームスプリッタで固定鏡および移動鏡の２方向に分割し、その固定鏡および移動鏡でそれぞれ反射して戻ってきた光を上記ビームスプリッタで１つの光路に合成するという構成を採用している。移動鏡を前後に（入射光の光軸方向に）移動させると、分割された２光束の光路差が変化するため、合成された光はその移動鏡の移動量に応じて光の強度が変化する干渉光（インターフェログラム）となる。このインターフェログラムをフーリエ変換することにより、入射光のスペクトル分布を求めることができる。【０００３】
このようなＦＴＩＲにおいて高い性能を発揮するには、干渉計での干渉効率を最良に保つことが望ましい。そのためには、固定鏡および移動鏡とビームスプリッタとの角度関係をそれぞれ一定に保つ必要がある。つまり、ＦＴＩＲの分光精度（分解能）は、移動鏡の移動量に応じたものとなり、移動量が大きいほど高分解能となるが、移動鏡の移動量が大きいと、移動鏡の並進性を保つことが困難となり、移動鏡での反射光と固定鏡での反射光とで相対的な傾き（角度差）が生じて干渉縞のコントラストが低下するため、上記傾きが無くなるように一方の反射光の光路を補正することが必要となる。【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、図１５に示すように、固定鏡１０１を中心脚１０２を介して固定台（図示せず）に固定するとともに、固定鏡１０１の裏面（中心脚１０２による固定側の面）において、中心脚１０２を挟んで対向する位置に、バネ１０３と圧電素子１０４とを２組配置している。バネ１０３と圧電素子１０４とを結ぶ方向は、各組間で互いに直交している。この構成では、各圧電素子１０４に電圧を印加すると、各圧電素子１０４が伸縮することによって、固定鏡１０１が中心脚１０２との接続位置を支点として上下左右に揺動（回動）する。これにより、固定鏡１０１で反射される光の光路を補正することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−５９０１９号公報（第２頁右上欄第１０行目〜左下欄第５行目、第３図等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、干渉計には、測定中（並進時）の移動鏡の微妙な傾きのみならず、使用時の環境温度変化や経時的変化に起因する光学素子の位置ずれもあるため、これらを補正するためには固定鏡の回動角を増大し得る構成であることが必要である。加えて、近年の機器のポータブル化により、干渉計にも小型化が求められているため、小型の構成で固定鏡の回動角を増大し得る構成であることが必要である。【０００７】
ところが、特許文献１の構成では、圧電素子１０４は、中心脚１０２から離れた位置にあり、図１６（ａ）に示すように、固定鏡１０１の回動中心Ｐと、圧電素子１０４の伸長時の見掛け上の力点の位置Ｑとが離れている。なお、見掛け上の力点の位置Ｑとは、圧電素子１０４の伸長時に、圧電素子１０４が固定鏡１０１を１点で押圧したのと等価と考えられるときの力点の位置のことであり、厳密には、圧電素子１０４の端面（固定鏡１０１との接触面）の中心とはずれているが、便宜的に上記端面の中心と考えても差し支えはない。回動中心Ｐと見掛け上の力点Ｑとの距離が離れるほど、圧電素子１０４の一定の伸長量に対して固定鏡１０１の回動角が低下するため、図１６（ａ）の位置関係では、固定鏡１０１の回動角を大きく確保しているとは言えない。【０００８】
そこで、図１６（ｂ）に示すように、圧電素子１０４を中心脚１０２に近づけて配置すれば、固定鏡１０１の回動中心Ｐと圧電素子１０４の見掛け上の力点の位置Ｑとが近づくため、圧電素子１０４の一定の伸長量に対して固定鏡１０１を大きく回動させることができると考えられる。しかし、特許文献１のように、圧電素子１０４の端面全体が固定鏡１０１と接している構成では、見掛け上の力点の位置Ｑを固定鏡１０１の回動中心Ｐにこれ以上近づけることができないため、圧電素子１０４の一定の伸長量に対して固定鏡１０１をさらに大きく回動させて、広い角度範囲で反射光の光路を補正することができない。【０００９】
なお、圧電素子１０４を細くして圧電素子１０４の端面の面積自体を小さくすれば、圧電素子１０４の見掛け上の力点の位置Ｑを図１６（ｂ）の場合よりもさらに回動中心Ｐに近づけることができるとも考えられるが、圧電素子１０４を細くするとその強度を確保することが困難になる。したがって、圧電素子１０４を細くしなくても（圧電素子１０４の強度を確保した状態で）、固定鏡１０１の回動角を増大させて反射光の光路を補正することが必要となる。【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、小型の構成で、圧電素子などの変位部材の強度を確保しながら、反射ミラーの回動角を増大させて広い角度範囲で反射光の光路を補正することができる光路補正装置と、その光路補正装置を備えた干渉計と、その干渉計を備えたフーリエ変換分光分析装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光路補正装置は、光の光路を補正する光路補正装置であって、反射ミラーと、前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、前記回動部材との間隔が変化する方向に伸縮可能な変位部材と、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する連結部材とを備え、前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面よりも狭く、かつ、前記端面における前記回動中心に近い部分的な領域と対応していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、強度を確保できるように変位部材を太く構成したままで、変位部材自体を回動中心に近い位置に配置した場合でも、変位部材の伸長時に、連結部材が作用領域を介して回動部材を大きく回動させることができる。これにより、大型の変位部材を用いて伸長量を大きくすることなく、回動部材の回動角を増大させて、反射ミラーで反射される光の光路の補正範囲を大きく確保することができる。その結果、小型の構成でありながら、広い角度範囲で反射光の光路補正を行うことができる。しかも、変位部材を太く構成したままで上記の効果を得ることができるので、変位部材の強度を確保しながら、反射光の光路を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の一形態のフーリエ変換分光分析装置の概略の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】（ａ）は、上記フーリエ変換分光分析装置の干渉計の移動鏡を駆動する駆動機構の概略の構成を示す断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、上記駆動機構の駆動部を拡大して示す断面図である。
【図３】上記干渉計の参照検出器の概略の構成を示す平面図である。
【図４】上記参照検出器での検出結果に基づいて出力される位相信号を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、実施例１の光路補正装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、上記光路補正装置の側面図である。
【図６】上記光路補正装置の回動部材の圧電素子側からの底面図である。
【図７】（ａ）は、上記光路補正装置の圧電素子と電圧印加部との電気的な接続関係を示す説明図であり、（ｂ）は、２つの圧電素子に印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図８】上記光路補正装置の回動部材の姿勢を示す側面図である。
【図９】比較例の光路補正装置の概略の構成を示す平面図である。
【図１０】上記光路補正装置の回動部材の姿勢を示す側面図である。
【図１１】実施例２の光路補正装置の概略の構成を示す平面図である。
【図１２】（ａ）は、上記光路補正装置の各圧電素子への電圧印加前の回動部材の姿勢を示す側面図であり、（ｂ）は、上記光路補正装置の各圧電素子への電圧印加後の回動部材の姿勢を示す側面図である。
【図１３】上記回動部材の圧電素子側からの底面図である。
【図１４】（ａ）は、圧電素子の他の配置例を示す平面図であり、（ｂ）は、上記圧電素子に印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図１５】従来の光路補正装置の概略の構成を示す底面図である。
【図１６】（ａ）は、上記光路補正装置の側面図であり、（ｂ）は、上記光路補正装置の他の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１５】
〔フーリエ変換分光分析装置の構成〕
図１は、フーリエ変換分光分析装置の概略の構成を模式的に示す説明図である。この装置は、干渉計１と、演算部２と、出力部３とを有して構成されている。干渉計１は、２光路分岐型のマイケルソン干渉計で構成されているが、その詳細については後述する。演算部２は、干渉計１から出力される信号のサンプリング、Ａ／Ｄ変換およびフーリエ変換を行い、波数（１／波長）ごとの光の強度を示すスペクトルを生成する。出力部３は、演算部２にて生成されたスペクトルを出力（例えば表示）する。以下、干渉計１の詳細について説明する。
【００１６】
干渉計１は、分光光学系１１と、参照光学系２１と、光路補正装置３１とを有している。なお、光路補正装置３１は、参照光学系２１の後述する信号処理部２６にて検出された２光路間での光の傾きに基づいて、反射ミラーで反射される光の光路を補正するものであるが、その詳細な構成については後述する。
【００１７】
分光光学系１１は、分光光源１２と、コリメート光学系１３と、ＢＳ（ビームスプリッタ）１４と、固定鏡１５と、移動鏡１６と、集光光学系１７と、分光検出器１８と、駆動機構１９とを備えている。なお、ＢＳ１４に対する固定鏡１５と移動鏡１６との位置関係は、逆であってもよい。
【００１８】
分光光源１２は、分光用の光源であり、例えば赤外光を出射する。コリメート光学系１３は、分光光源１２からの光を平行光に変換してＢＳ１４に導く。ＢＳ１４は、入射光、すなわち、分光光源１２から出射された光を２つの光に分離して、それぞれを固定鏡１５および移動鏡１６に導くとともに、固定鏡１５および移動鏡１６にて反射された各光を合成し、干渉光として出射するものであり、例えばハーフミラーで構成されている。集光光学系１７は、ＢＳ１４にて合成されて出射された光を集光して分光検出器１８に導く。分光検出器１８は、ＢＳ１４から集光光学系１７を介して入射する上記干渉光を受光してインターフェログラム（干渉パターン、干渉縞）を検出する。
【００１９】
駆動機構１９は、固定鏡１５にて反射される光の光路と、移動鏡１６にて反射される光の光路との差（光路長の差）が変化するように、移動鏡１６を平行移動させる移動機構であり、例えば平行板ばね式の駆動機構で構成されている。
【００２０】
ここで、図２（ａ）は、駆動機構１９の概略の構成を示す断面図であり、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、駆動機構１９の駆動部４５を拡大して示す断面図である。駆動機構１９は、板ばね部４１・４２を平行配置するとともに、２つの板ばね部４１・４２の間で２つの剛体４３・４４を互いに離間して配置し、一方の板ばね部４１の剛体４３側の表面に移動鏡１６を形成し、剛体４４側の表面に駆動部４５を配置して構成されている。
【００２１】
駆動部４５は、例えば圧電素子で構成されている。この圧電素子は、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）４６を電極４７・４８で挟持した構造となっている。例えば、電極４７・４８への電圧印加によってＰＺＴ４６が伸びたときには、板ばね部４１が上に凸となるように変形する（図２（ｂ）参照）。この場合、剛体４３とともに移動鏡１６が下方に変位する（図２（ａ）参照）。一方、電極４７・４８への上記とは逆極性の電圧印加によってＰＺＴ４６が縮んだときには、板ばね部４１が下に凸となるように変形する（図２（ｃ）参照）。この場合、剛体４３とともに移動鏡１６が上方に変位する（図２（ａ）参照）。このように、電極４７・４８に正または負の電圧を印加し、ＰＺＴ４６を水平方向に伸縮させることにより、板ばね部４１を曲げ変形させることができ、剛体４３とともに移動鏡１６を振動振幅Ｗで変位（振動、共振）させることができる。つまり、移動鏡１６を平行移動（並進）させることができる。
【００２２】
なお、駆動機構１９は、上述した平行板ばね式の駆動機構のみならず、例えばＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を用いた電磁式の駆動機構で構成されてもよい。
【００２３】
上記の構成において、分光光源１２から出射された光は、コリメート光学系１３によって平行光に変換された後、ＢＳ１４での透過および反射によって２光束に分離される。分離された一方の光束は移動鏡１６で反射され、他方の光束は固定鏡１５で反射され、それぞれ元の光路を逆戻りしてＢＳ１４で重ね合わせられ、干渉光として試料Ｓに照射される。このとき、駆動機構１９によって移動鏡１６を連続的に移動させながら試料Ｓに光が照射されるが、ＢＳ１４から各ミラー（移動鏡１６、固定鏡１５）までの光路長の差が波長の整数倍のときは、重ね合わされた光の強度は最大となる。一方、移動鏡１６の移動によって２つの光路長に差が生じている場合には、重ね合わされた光の強度に変化が生じる。試料Ｓを透過した光は、集光光学系１７にて集光されて分光検出器１８に入射し、そこでインターフェログラムとして検出される。
【００２４】
演算部２では、分光検出器１８からの検出信号をサンプリングして得られるインターフェログラムをＡ／Ｄ変換およびフーリエ変換することにより、波数ごとの光の強度を示すスペクトルが生成される。上記のスペクトルは、出力部３にて出力（例えば表示）され、このスペクトルに基づき、試料Ｓの特性（材料、構造、成分量など）を分析することが可能となる。
【００２５】
次に、参照光学系２１について説明する。参照光学系２１は、上記した分光光学系１１と構成を一部共有しており、上述したコリメート光学系１３と、ＢＳ１４と、固定鏡１５と、移動鏡１６と、集光光学系１７に加えて、参照光源２２と、光路合成ミラー２３と、光路分離ミラー２４と、参照検出器２５と、信号処理部２６とを有している。
【００２６】
参照光源２２は、移動鏡１６の位置を検出したり、演算部２でのサンプリングのタイミング信号を生成するための光源であり、例えば赤色光を発光する半導体レーザで構成されている。光路合成ミラー２３は、分光光源１２からの光を透過させ、参照光源２２からの光を反射させることにより、これらの光の光路を同一光路に合成する。一方、光路分離ミラー２４は、分光光源１１から出射されてＢＳ１４を介して入射する光を透過させ、参照光源２２から出射されてＢＳ１４を介して入射する光を反射させることにより、これらの光の光路を分離する。
【００２７】
参照検出器２５は、参照光源２２から出射されてＢＳ１４を介して光路分離ミラー２４に入射し、そこで反射された光（干渉光）を検出するものであり、例えば４分割センサで構成されている。
【００２８】
信号処理部２６は、参照検出器２５にて検出された干渉光の強度に基づいて、演算部２でのサンプリングのタイミングを示す信号を生成する。なお、この信号の生成は、公知の手法によって行うことができるため、ここではその説明を省略する。
【００２９】
また、信号処理部２６は、参照検出器２５にて検出された干渉光の強度に基づいて、２光路間での光の傾き（固定鏡１５での反射光と移動鏡１６での反射光との相対的な傾き）を検出する。例えば、図３に示すように、参照検出器２５の４つの受光領域を反時計回りにＥ１〜Ｅ４とし、全体の受光領域の中心に干渉光の光スポットＤが位置しているものとする。受光領域Ｅ１・Ｅ２で検出された光の強度の和をＡ１とし、受光領域Ｅ３・Ｅ４で検出された光の強度の和をＡ２としたときに、時間経過に対する強度Ａ１・Ａ２の変化を示す位相信号として、図４に示す信号が得られたとすると、これらの信号に基づいて２光路間での光の傾き（相対的な傾き方向および傾き量）を検出することができる。この例では、受光領域Ｅ１・Ｅ２と受光領域Ｅ３・Ｅ４とが並ぶ方向（図３では上下方向）に位相差Δに対応する角度だけ、２光路間で光の傾きが生じていることになる。なお、図４の縦軸の強度は相対値で示している。
【００３０】
上記の構成において、参照光源２２から出射された光は、光路合成ミラー２３にて反射され、コリメート光学系１３を介してＢＳ１４に入射し、そこで２光束に分離される。ＢＳ１４にて分離された一方の光束は移動鏡１６で反射され、他方の光束は固定鏡１５で反射され、それぞれ元の光路を逆戻りしてＢＳ１４で重ね合わせられ、干渉光として試料Ｓに照射される。試料Ｓを透過した光は、集光光学系１７を介して光路分離ミラー２４に入射し、そこで反射されて参照検出器２５に入射する。信号処理部２６は、参照検出器２５にて検出された干渉光の強度に基づいて、２光路間での光の傾きを検出する。光路補正装置３１は、信号処理部２６での検出結果に基づいて、２光路間での光の傾きを無くすべく、固定鏡１５の姿勢（ＢＳ１４に対する角度）を調整して、固定鏡１５での反射光の光路を補正することになる。
【００３１】
〔光路補正装置の詳細について〕
次に、光路補正装置３１の詳細について説明する。ここでは、光路補正装置３１として２つの実施例を挙げながら、比較例も参照して説明する。
【００３２】
（実施例１）
図５（ａ）は、実施例１の光路補正装置３１の概略の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、光路補正装置３１の側面図である。なお、図５（ａ）では、便宜上、固定鏡１５の図示を省略している。光路補正装置３１は、反射ミラーとしての固定鏡１５と、回動部材５１と、圧電素子５２と、連結部材５６とを有して構成されている。
【００３３】
回動部材５１は、固定鏡１５を支持する支持面５１ａ1として円形の端面を有する第１円柱部５１ａで構成されており、回動中心Ｐを中心としてＡ−Ａ’方向に回動可能に設けられている。第１円柱部５１ａは、例えば金属（ステンレス等）で構成されており、その直径は、固定鏡１５の直径と概ね同じである。
【００３４】
圧電素子５２は、電圧印加によって、回動部材５１が回動するＡ−Ａ’方向と対応する方向であって、回動部材５１との間隔が変化するＢ−Ｂ’方向に伸縮する変位部材であり、回動部材５１に対して固定鏡１５とは反対側に設けられている。この圧電素子５２は、伸縮方向に垂直な端面５２Ｓの一部の領域５２Ｓ1でのみ、接着剤５３（図８参照）を介して連結部材５６の後述する第２円柱部５７と連結されている。これにより、圧電素子５２の端面５２Ｓと対向する回動部材５１の領域を、回動中心Ｐにより近い第１の領域５１Ｒ1と、回動中心Ｐからより遠い第２の領域５１Ｒ2とに分割したとき、圧電素子５２は、電圧印加による伸長時に、端面５２Ｓの一部の領域５２Ｓ1で、連結部材５６を介して回動部材５１の第１の領域５１Ｒ1を押圧して、回動部材５１を回動させることが可能となる。
【００３５】
ここで、図６は、回動部材５１の圧電素子５２側からの底面図である。第１の領域５１Ｒ1および第２の領域５１Ｒ2についてさらに詳しく説明する。回動部材５１において、圧電素子５２の端面５２Ｓと対向する領域を５１Ｒとすると、第１の領域５１Ｒ1は、領域５１Ｒのうちで、連結部材５６（第２円柱部５７）の端面と連結される領域（図６の斜線部分）であり、圧電素子５２の端面５２Ｓの中心を通る伸縮方向に沿った中心軸Ｃよりも回動部材５１の回動中心Ｐ（図５（ｂ）参照）に近い領域となっている。一方、第２の領域５１Ｒ2は、領域５１Ｒの残りの領域（第１の領域５１Ｒ1を差し引いた領域）である。このようにして、領域５１Ｒは、回動中心Ｐにより近い第１の領域５１Ｒ1と、回動中心Ｐからより遠い第２の領域５１Ｒ2とに分割されている。
【００３６】
また、圧電素子５２は、回動部材５１の異なる領域を押圧するために、上述のように複数（本実施例では４本）設けられている。各圧電素子５２ａ〜５２ｄの伸縮方向は、回動部材５１の回動方向とそれぞれ対応しているが、図５（ｂ）では、一例として、圧電素子５２ａ・５２ｃの伸縮方向（Ｂ−Ｂ’方向）と、回動部材５１の回動方向（Ａ−Ａ’方向）とが対応していることを示している。圧電素子５２ａと圧電素子５２ｃ、圧電素子５２ｂと圧電素子５２ｄは、回動部材５１の回動中心Ｐを通る軸に対して対向配置されている。各圧電素子５２は、回動部材５１とは反対側の端面全体で、エポキシ接着剤を介して、ステンレス等の金属からなる固定台５４に固着されている。
【００３７】
なお、上述した圧電素子５２の伸縮による回動部材５１の押圧の仕方は、全ての圧電素子５２ａ〜５２ｄに共通して言える。したがって、上述した回動部材５１の第１の領域５１Ｒ1および第２の領域５１Ｒ2は、各圧電素子５２ａ〜５２ｄに対応して設けられ、各圧電素子５２ａ〜５２ｄは、伸長時に、連結部材５６を介して、対応する第１の領域５１Ｒ1を押圧することによって回動部材５１を回動させることになる。
【００３８】
また、上記した圧電素子５２は、電圧印加部５５と接続されている。ここで、図７（ａ）は、圧電素子５２と電圧印加部５５との電気的な接続関係を示している。各圧電素子５２ａ〜５２ｄは、電源供給用のリード線を介して各電圧印加部５５ａ〜５５ｄとそれぞれ接続されている。したがって、各圧電素子５２ａ〜５２ｄごとに電圧印加を制御することが可能であり、これによって、各圧電素子５２ａ〜５２ｄを個別に伸縮させることが可能となっている。
【００３９】
連結部材５６は、圧電素子５２の端面５２Ｓ（ここではその一部の領域５２Ｓ1）と回動部材５１とを連結するものであり、第２円柱部５７と、接着剤５３とで構成されている。第２円柱部５７は、例えば金属（ステンレス等）で構成されており、回動部材５１としての第１円柱部５１ａよりも小径で、回動中心Ｐを通る軸で第１円柱部５１ａと同軸に連結されている。第２円柱部５７における回動部材５１とは反対側の端面には、微小な間隙を介して束ねられて配置される四角柱状の４本の圧電素子５２（５２ａ〜５２ｄ）が固着されている。第２円柱部５７の半径は、概ね圧電素子５２の断面の１辺の長さの半分に設定されている。
【００４０】
接着剤５３は、圧電素子５２の端面５２Ｓの一部の領域５２Ｓ1と、第２円柱部５７とを連結するものである。接着剤５３による接続部分（連結部分）は、光路補正装置３１の特性を決める上で重要な部分であり、本実施例では、接着剤としては比較的ヤング率の大きいエポキシ接着剤や適度な弾性を有するエポキシ・変成シリコーン接着剤等が仕様に沿った形で適宜選択されている。また、接着剤５３の厚さも重要であるため、径の揃った球形のプラスチックビーズが接着剤５３に混合されていることが望ましい。本実施例では、接着剤５３として、直径３０μｍのプラスチックビーズを混合したエポキシ接着剤を用いた。
【００４１】
次に、光路補正装置３１の動作について説明する。
固定鏡１５の回動は、対向する圧電素子５２に逆位相の電圧を印加することで行う。すなわち、固定鏡１５を図７（ａ）のｙ軸回りに回動させる場合は、電圧印加部５５ａおよび電圧印加部５５ｃにより、圧電素子５２ａおよび圧電素子５２ｃに位相が１８０°ずれた電圧を印加する。図７（ｂ）は、圧電素子５２ａに印加される電圧の波形（５２ａ（ｓ））と、圧電素子５２ｃに印加される電圧の波形（５２ｃ（ｓ））とをそれぞれ示している。例えば時刻Ｔ１においては、圧電素子５２ａには＋ｖ（Ｖ）の電圧が、圧電素子５２ｃには−ｖ（Ｖ）の電圧が印加されていることがわかる。
【００４２】
図８は、光路補正装置３１の側面図であって、時刻Ｔ０（電圧無印加時）と時刻Ｔ１での回動部材５１の姿勢を示す側面図である。なお、図８では、便宜上、圧電素子５２ｂの図示を省略している。圧電素子５２ａには＋ｖ（Ｖ）の電圧が印加されているので、圧電素子５２ａはｄ（ｍｍ）だけ伸びる（ｄ（＋）の変位）。一方、圧電素子５２ｃには−ｖ（Ｖ）の電圧が印加されているので、圧電素子５２ｃはｄ（ｍｍ）だけ縮む（ｄ（−）の変位）。これにより、圧電素子５２ａは、連結部材５６を介して回動部材５１を押圧し、回動部材５１全体が固定鏡１５を支持したまま、回動中心Ｐを中心としてｙ軸回りに回動角θ（°）だけ回動する。なお、回動部材５１が回動するときの回動中心Ｐは、構成部材の力学関係によって決まる。
【００４３】
一方、固定鏡１５をｘ軸回りに回動させる場合は、圧電素子５２ｂと圧電素子５２ｄとに位相が１８０°ずれた電圧を印加すればよい。これにより、ｙ軸回りのときと同様の原理により、回動部材５１が固定鏡１５を支持したまま、回動中心Ｐを中心としてｘ軸回りに回動させることができる。
【００４４】
以上では、固定鏡１５および回動部材５１をｙ軸回りおよびｘ軸回りに回動させる場合を示したが、これらｙ軸およびｘ軸回りの回動を組み合わせることで、任意の首振り運動を実現することが可能である。
【００４５】
なお、ここでは、ＧＮＤを境に＋ｖ（Ｖ）と−ｖ（Ｖ）の電圧を各圧電素子に印加しているが、別の方法として、定常状態でオフセット電圧としてＶ0（Ｖ）を印加しておき、その電圧Ｖ0を境に、電圧Ｖ0よりも大きい電圧（例えば＋２（Ｖ））と、電圧Ｖ0よりも小さい電圧（例えば０（Ｖ））とを各圧電素子に印加するようにしてもよい。
【００４６】
（比較例）
図９は、比較例の光路補正装置の概略の構成を示す平面図である。また、図１０は、比較例の光路補正装置の側面図であって、図７（ｂ）と同じ電圧を圧電素子５２ａ・５２ｃにそれぞれ印加した場合における、時刻Ｔ０（電圧無印加時）と時刻Ｔ１での回動部材５１の姿勢を示す側面図である。なお、図１０では、便宜上、圧電素子５２ｂの図示を省略している。
【００４７】
比較例の光路補正装置では、連結部材５６（第２円柱部５７）の直径が、束ねられた４本の圧電素子５２ａ〜５２ｄを内包する円筒部材の開口部の直径以上に設定されている。そして、圧電素子５２が、伸縮方向に垂直な端面５２Ｓの全体で、接着剤５３を介して第２円柱部５７と接着されている。これ以外については、実施例１の構成と同じである。
【００４８】
実施例１と同様に、固定鏡をｙ軸回りに回動させる場合は、圧電素子５２ａと圧電素子５２ｃとに位相が１８０°ずれた電圧を印加すればよい。図７（ｂ）と同じ電圧を圧電素子５２ａ・５２ｃにそれぞれ印加した場合、圧電素子５２ａはｄ’（ｍｍ）だけ伸び（ｄ’（＋）の変位）、圧電素子５２ｃはｄ’（ｍｍ）だけ縮む（ｄ’（−）の変位）。ただし、ｄ’（＋）＜ｄ（＋）、かつ、ｄ’（−）＜ｄ（−）、となり、比較例での回動部材５１の回動角θ’は、実施例１での回動部材５１の回動角θよりも小さくなる。これは、以下の理由によるものと考えられる。
【００４９】
比較例の構成では、圧電素子５２が端面Ｓ１全体で連結部材５６の第２円柱部５７と接着されており、実施例１に比べて、接着面積が大きいため、伸長時に圧電素子５２に掛かる負荷が大きくなり、その結果、圧電素子５２の変位量が小さくなって、回動角が小さくなる。また、比較例の構成では、回動中心Ｐから、圧電素子５２が回動部材５１に力を与えるときの見掛け上の力点の位置Ｑまでの距離が、実施例１よりも大きくなるため、圧電素子５２の変位を回動部材５１の傾きに変換する割合（効率）が小さくなり、回動角が小さくなる。なお、見掛け上の力点の位置Ｑとは、圧電素子５２の伸長時に、圧電素子５２が接着剤５３を介して第２円柱部５７を１点で押圧したのと等価と考えられるときの力点の位置のことであり、厳密には、接着剤５３における第２円柱部５７との接触面の中心とはずれているが、便宜的に上記接触面の中心と考えても差し支えはない。比較例と実施例１とにおいて、圧電素子５２と第２円柱部５７との接着面積以外の条件を全く等しくしてシミュレーションを行った結果、実施例１では、比較例の２倍程度の回動角が得られた。
【００５０】
なお、４本の圧電素子５２の端面５２Ｓ全体の面積の合計が、実施例１における圧電素子５２と第２円柱部５７との接着面積と同じ面積を有する、細い圧電素子を用いることにより、理論上は、実施例１に近い回動量を得ることができると考えられる。しかし、その場合は、素子面積の減少による強度不足や押圧力の発生力不足、あるいは圧電素子の作製上の課題（加工ばらつきの相対的増加等）が発生するため、好ましくない。
【００５１】
以上のように、本実施例では、圧電素子５２が端面５２Ｓの全体ではなく、回動中心Ｐに近い一部の領域５２Ｓ1で、接着剤５３を介して第２円柱部５７を押圧し、第２の円柱部５７が回動部材５１を押圧する。これにより、圧電素子５２自体を回動中心Ｐに近い位置に配置した場合でも、見掛け上の力点の位置Ｑを、圧電素子５２の端面５２Ｓの中心よりもさらに回動中心Ｐ側に近づけることができる。つまり、見掛け上の力点の位置Ｑを、図１６（ｂ）の位置よりも回動中心Ｐ側にさらに近づけることができる。その結果、第２円柱部５７が回動部材５１の回動中心Ｐ側の第１の領域５１Ｒ1を押圧して、回動部材５１を大きく回動させることができる。
【００５２】
また、図５（ｂ）、図６および図８に示すように、第２円柱部５７において、圧電素子５２の伸縮方向から見たときに、圧電素子５２の伸縮を回動部材５１に伝達する領域を作用領域５６ａとする。このときの作用領域５６ａは、圧電素子５２の端面５２Ｓよりも狭く、かつ、端面５２Ｓにおける回動中心Ｐに近い部分的な領域５２Ｓ1と対応した位置関係にあり、第２円柱部５７の回動部材５１と接触する端面（第１円柱部５１ａと連結される端面）において、中心軸Ｃよりも回動中心Ｐに近い位置にある。したがって、圧電素子５２の伸長時、つまり、圧電素子５２が端面５２Ｓ1で第２円柱部５７を押圧したとき、第２円柱部５７は、作用領域５６ａによって回動部材５１の回動中心Ｐ側の領域である第１の領域５１Ｒ1を押圧することができ、これによって、回動部材５１を大きく回動させることができるとも言える。
【００５３】
したがって、大型の圧電素子を用いて伸長量を大きくすることなく、回動部材５１の回動角を増大させて、固定鏡１５での反射光の光路の補正範囲（反射角の調整範囲）を大きく確保することができる。その結果、小型の構成でありながら、広い角度範囲で反射光の光路補正を行うことができる。また、圧電素子５２を細くすることなく、見掛け上の力点の位置Ｑを回動中心Ｐ側に近づけることができるので、圧電素子５２の強度を確保しながら、反射光の光路を補正することができる。
【００５４】
よって、図１で示したフーリエ変換分光分析装置において、移動鏡１６の移動量を増大させたときに移動鏡１６の並進性が崩れても、光路補正装置３１での光路補正により、分光検出器１８で検出される干渉光の干渉縞のコントラストが低下するのを抑えることができる。したがって、演算部２でのフーリエ変換によって得られるスペクトルに基づく分光分析を精度よく行うことができ、移動鏡１６の移動量を増大させて分解能を向上させることが可能となる。
【００５５】
特に、回動部材５１の第１の領域５１Ｒ1は、圧電素子５２の端面５２Ｓの中心を通る中心軸Ｃよりも回動中心Ｐに近い領域であるので、圧電素子５２が連結部材５６を介して回動部材５１の第１の領域５１Ｒ1を押圧することによって、回動部材５１の回動角を確実に増大させることができる。
【００５６】
また、回動部材５１と圧電素子５２とを、弾性を有する接着剤５３で連結しているので、圧電素子５２の伸長時に、接着剤５３の弾性を利用して回動部材５１を押圧、回動させることができ、回動部材５１を効率よく回動させることができる。
【００５７】
また、圧電素子５２は複数設けられており、連結部材５６の上記した作用領域５６ａは、複数の圧電素子５２の個々の伸縮を回動部材５１に伝達する。これにより、任意の圧電素子５２を伸縮させることによって、任意の首振り運動を実現することが可能となり、固定鏡１５での反射光の光路を確実に変えることができる。
【００５８】
また、対向配置された圧電素子５２・５２（例えば圧電素子５２ａ・５２ｃ）に対して、電圧印加部５５が逆位相の電圧を印加することにより、一方の圧電素子５２ａの伸長による回動部材５１の回動が、他方の圧電素子５２ｃの収縮による押圧の解除によって助長されるので、１つの圧電素子５２の伸長のみによって回動部材５１を回動させる構成に比べて、回動部材５１の回動角を２倍にすることができる。
【００５９】
なお、実施例１では、変位部材として圧電素子５２を用いた例について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば、磁力の作用によって伸縮あるいは弾性変形する磁歪素子で変位部材を構成してもよい。
【００６０】
また、実施例１では、変位部材として４つの圧電素子５２を用いているが、圧電素子５２を１つだけ用い、回動部材５１を１方向にのみ回動させる構成としてもよい。例えば、図５（ａ）で示した構成においては、４つの圧電素子５２の代わりに、１つの圧電素子５２と、３つの支持体（圧電素子のように伸縮しないもの）とを用いて回動部材５１を回動させる構成としてもよい。
【００６１】
（実施例２）
図１１は、実施例２の光路補正装置３１の概略の構成を示す平面図である。図１２（ａ）は、実施例２の光路補正装置３１の側面図であって、圧電素子５２ａ・５２ｃへの電圧印加前の回動部材５１の姿勢を示す側面図である。図１２（ｂ）は、実施例２の光路補正装置３１の側面図であって、圧電素子５２ａ・５２ｃへの電圧印加後の回動部材５１の姿勢を示す側面図である。なお、図１２（ｂ）では、電圧印加によって圧電素子５２ａを伸長させる一方、圧電素子５２ｃを収縮させた場合を示している。
【００６２】
本実施例の光路補正装置３１では、回動部材５１は、固定鏡１５を支持するミラー支持台で構成されている。なお、図１２（ａ）（ｂ）では、固定鏡１５のサイズは回動部材５１のサイズよりも大きくなっているが、回動部材５１のサイズ以下であってもよい。
【００６３】
圧電素子５２は、伸長時に連結部材５８を介して回動部材５１を押圧することによって回動部材５１を回動させる。より詳しくは、端面５２Ｓと対向する回動部材５１の領域を、回動中心Ｐにより近い第１の領域５１Ｒ1と、回動中心Ｐからより遠い第２の領域５１Ｒ2とに分割したとき、圧電素子５２は、電圧印加による伸長時に、連結部材５８を介して回動部材５１の第１の領域５１Ｒ1を押圧して、回動部材５１を回動させる。なお、第１の領域５１Ｒ1が、圧電素子５２の端面５２Ｓの中心を通る中心軸Ｃよりも回動中心Ｐに近い領域である点は、実施例１と同じである。また、上記のような回動部材５１の押圧の仕方は、全ての圧電素子５２に共通している。
【００６４】
図１３は、回動部材５１の圧電素子５２ａ側からの底面図である。圧電素子５２ａの端面５２Ｓと対向する回動部材５１の領域を５１Ｒとしたとき、領域５１Ｒにおける第１の領域５１Ｒ1、第２の領域５１Ｒ2、中心軸Ｃの位置関係は、図１３に示す通りである。なお、本実施例では、圧電素子５２が連結部材５８を介して第１の領域５１Ｒ1の一部を押圧しているが、第１の領域５１Ｒ1の全体を押圧するようにしてもよい。
【００６５】
ここで、上記の連結部材５８は、台座部５９と、押圧部材６０とで構成されている。台座部５９は、圧電素子５２の端面５２Ｓの少なくとも一部とエポキシ接着剤を介して固定される。つまり、台座部５９は、圧電素子５２の端面５２Ｓの全体と固定されていてもよいし、端面５２Ｓの一部と固定されていてもよい。本実施例では、台座部５９は、回動部材５１の形状を圧電素子５２の端面５２Ｓに投影したような扇形の板状部材となっている。押圧部材６０は、台座部５９と連結されて台座部５９からの押圧力が伝達されるものであり、弾性を有している。押圧部材６０は、台座部５９の中心よりも回動部材５１の回動中心Ｐに近い側に位置して回動部材５１と連結されている。なお、本実施例でも、圧電素子５２は複数（例えば４つ）設けられており、各圧電素子５２（５２ａ〜５２ｄ）に対応して連結部材５８が設けられているものとする。
【００６６】
回動部材５１と連結部材５８とは、例えば樹脂の一体成型品として形成することが可能である。この一体成型品は、円盤状の回動部材５１から４本の押圧部材６０が脚のように延び、それら押圧部材６０の先端のそれぞれに扇状の台座部５９を備えた部材となる。押圧部材６０の断面積が小さいことにより、変形に必要な弾性を与えることができる。
【００６７】
上記の構成においては、電圧印加によって圧電素子５２ａを伸長させると、圧電素子５２ａは連結部材５８を介して回動部材５１を押圧し、回動させる。このとき、同時に、電圧印加によって、圧電素子５２ａと対向配置された圧電素子５２ｃを収縮させることにより、圧電素子５２ｃによる回動部材５１の押圧が解除されるため、圧電素子５２ａの伸長による上記の回動が助長され、回動部材５１は、より大きく回動することになる。
【００６８】
本実施例のように、連結部材５８を台座部５９と押圧部材６０とで構成した場合、押圧部材６０が台座部５９の中心よりも回動部材５１の回動中心Ｐに近い側に位置して回動部材５１と連結されているので、圧電素子５２の伸長時に台座部５９および押圧部材６０を介して回動部材５１に作用する見掛け上の力点の位置Ｑを回動中心Ｐ側に確実に近づけることができる。したがって、本実施例の構成であっても、回動部材５１で支持された固定鏡１５の回動角を増大させて、広い角度範囲で反射光の光路補正を行うことができる。
【００６９】
また、図１１および図１２（ａ）に示すように、押圧部材６０において、圧電素子５２の伸縮方向から見たときに、圧電素子５２の伸縮を回動部材５１に伝達する領域を作用領域６０ａとする。本実施形態における押圧部材６０は、円柱をその軸方向に沿って４等分した形状であるため、作用領域６０ａは扇形の断面となる。もし仮に押圧部材６０の太さが途中で変化している場合には、作用領域６０ａはその最も細い部分の断面（圧電素子５２の伸縮方向から見たときに、最も面積が小さい断面）と対応することになる。
【００７０】
作用領域６０ａは、圧電素子５２の端面５２Ｓよりも狭く、かつ、端面５２Ｓにおける回動中心Ｐに近い部分的な領域５２Ｓ1と対応した位置関係にあり、回動部材５１と接触する端面において、中心軸Ｃよりも回動中心Ｐに近い位置にある。したがって、圧電素子５２の伸長時、押圧部材６０は、作用領域６０ａによって回動部材５１の回動中心Ｐ側の領域である第１の領域５１Ｒ1を押圧することができ、これによって、回動部材５１を大きく回動させることができる。したがって、このことからも、回動部材５１で支持された固定鏡１５の回動角を増大させて、広い角度範囲で反射光の光路補正を行うことができると言える。
【００７１】
なお、実施例１では、圧電素子５２の端面５２Ｓの一部の領域５２Ｓ1は、連結部材５６（接着剤５３）との接触領域と対応しているのに対して、実施例２では、一部の領域５２Ｓ1は、連結部材５８（台座部５９）との接触領域とは対応していない。つまり、一部の領域５２Ｓ1は、端面５２Ｓよりも狭く、かつ、端面５２Ｓにおける回動中心Ｐに近い部分的な領域であればよく、連結部材５８との接触領域と対応するか否かとは無関係である。
【００７２】
〔圧電素子の他の配置例〕
図１４（ａ）は、変位部材としての圧電素子５２の他の配置例を示す平面図である。このように、用いる圧電素子５２は３個であってもよい。この場合、３つの圧電素子５２ａ・５２ｂ・５２ｃを正三角形の頂点上に位置するように配置し、各圧電素子５２を伸縮させることによって、ｘ軸方向およびｙ方向のいずれにも回動部材および固定鏡を回動させることができる。
【００７３】
つまり、図１４（ｂ）は、電圧印加部５５によって３つの圧電素子５２ａ・５２ｂ・５２ｃに印加される電圧の波形（５２ａ（ｓ）、５２ｂ（Ｓ）、５２ｃ（ｓ））をそれぞれ示している。図１４（ａ）の配置の場合、２つの圧電素子５２ａ・５２ｂには同位相の電圧を印加し、残りの１つの圧電素子５２ｃには上記とは逆位相の電圧を印加することにより、回動部材を図１４（ａ）のｘ軸回りに回動させることができる。なお、図１４（ｂ）の例では、時刻Ｔ１においては、圧電素子５２ａ・５２ｂには＋ｖ（Ｖ）の電圧が印加されており、圧電素子５２ｃには−ｖ（Ｖ）の電圧が印加されていることから、圧電素子５２ａと圧電素子５２ｃ、圧電素子５２ｂと圧電素子５２ｃとで、互いに逆位相の電圧が印加されていることがわかる。
【００７４】
また、図示はしないが、圧電素子５２ａ・５２ｂに互いに逆位相の電圧を印加する一方、圧電素子５２ｃには電圧を印加しないようにすることで、回動部材を図１４（ａ）のｙ軸回りに回動させることが可能となる。さらに、３つの圧電素子５２ａ・５２ｂ・５２ｃに印加される電圧の位相を調整し、ｘ軸回りおよびｙ軸回りの回動を組み合わせることで、任意の首振り運動を実現することが可能となり、任意の方向に回動部材および固定鏡を回動させることが可能となる。
【００７５】
したがって、互いに逆位相の電圧が印加される圧電素子５２は、回動部材の回動中心Ｐを通る軸、すなわち、図１４（ａ）のｘ軸およびｙ軸に垂直な軸に対して、互いに対向配置されていなくてもよいと言える。そして、図１４（ｂ）に示すように、少なくとも２つの圧電素子５２（例えば圧電素子５２ａ・５２ｃ）に対して逆位相の電圧を印加すれば、一方の圧電素子５２（例えば圧電素子５２ｃ）の収縮により、他方の圧電素子５２（例えば圧電素子５２ａ）の伸長による回動を妨げる方向の力を取り除いて、上記回動を助長することができる。その結果、１つの圧電素子５２の伸長のみによって回動部材を回動させる構成に比べて、回動部材の回動範囲（回動角）を広げることができるとともに、回動可能な方向（反射光が偏向される面）を増やすことができる。
【００７６】
〔部材の変形（撓み）について〕
圧電素子が力を発生すると、弾性を有する部材、すなわち、実施例１の接着剤５３、実施例２の押圧部材６０は全て変形するが、その変形量は、基本的には「はりの曲げ、ねじり」や「柱の引張、圧縮」の式に則って決まり、主に部材の形状とヤング率とによって決まる。
【００７７】
例えば、変形する部材が「柱」であれば、以下の場合に変形量（圧縮、引張）が大きくなる。
（１）加わる力の方向に沿った部材の長さが長い。
（２）加わる力の方向と直交する部材断面の面積が小さい。
（３）部材のヤング率が小さい。
【００７８】
また、変形する部材が「はり」であれば、以下の場合に変形量（曲げ）が大きくなる。
（４）加わる力の方向に沿った部材断面の面積が小さい。
（５）支点から力点までの距離が長い。
（６）部材のヤング率が小さい。
【００７９】
実施例１の場合は、（２）および（３）の効果により、他の部材に比べて相対的に接着剤５３が大きく変形し、実施例２の場合は、（１）および（２）の効果により、他の部材に比べて相対的に押圧部材６０が大きく変形する。圧電素子の伸長時には、これらの部材が変形することにより、圧電素子の伸長方向の力を回動部材の回動方向の力に効率よく変換して回動部材を回動させることができる。
【００８０】
以上、本実施形態で説明した光路補正装置、干渉計およびフーリエ変換分光分析装置は、以下のように表現することができ、これによって以下の作用効果を奏する。
【００８１】
本実施形態の光路補正装置は、光の光路を補正する光路補正装置であって、反射ミラーと、前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、前記回動部材との間隔が変化する方向に伸縮可能な変位部材と、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する連結部材とを備え、前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面よりも狭く、かつ、前記端面における前記回動中心に近い部分的な領域と対応している構成である。
【００８２】
上記の構成によれば、変位部材（例えば圧電素子、磁歪素子）の伸長時には、連結部材を介して回動部材が押圧されることにより、回動部材が回動する。これにより、回動部材で支持された反射ミラー（例えば干渉計の固定鏡）が回動し、反射ミラーで反射される光の光路が補正される。
【００８３】
ここで、連結部材は、変位部材の伸縮を回動部材に伝達する作用領域を有している。この作用領域は、変位部材の伸縮方向に垂直な端面よりも狭く、かつ、上記の端面における回動中心に近い部分的な領域と対応している。これにより、強度を確保できるように変位部材を太く構成したままで、変位部材自体を回動中心に近い位置に配置した場合でも、変位部材の伸長時に、連結部材が作用領域を介して回動部材を押圧することによって、回動部材を大きく回動させることができる。
【００８４】
したがって、大型の変位部材を用いて伸長量を大きくすることなく、回動部材の回動角を増大させて、反射ミラーで反射される光の光路の補正範囲（反射角の調整範囲）を大きく確保することができる。その結果、小型の構成でありながら、広い角度範囲で反射光の光路補正を行うことができる。また、変位部材を太く構成したままで、回動部材を大きく回動させることができるので、変位部材の強度を確保しながら、反射光の光路を補正することができる。
【００８５】
本実施形態の光路補正装置において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と対向する前記回動部材の領域を、前記回動部材の回動中心により近い第１の領域と、前記回動中心からより遠い第２の領域とに分割したとき、前記連結部材は、前記変位部材の伸長時に、前記作用領域によって前記回動部材の前記第１の領域を押圧してもよい。
【００８６】
連結部材が、変位部材の伸長時に、作用領域によって回動部材の回動中心に近い第１の領域を押圧することにより、回動部材を大きく回動させる効果を確実に得ることができる。
【００８７】
本実施形態の光路補正装置において、前記作用領域は、前記連結部材の前記回動部材と接触する端面において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の中心を通る伸縮方向に沿った中心軸よりも、前記回動中心に近い位置にあってもよい。
【００８８】
この構成では、変位部材の伸長時に、連結部材の作用領域が、回動部材の回動中心に近い領域（例えば第１の領域）を押圧することが可能となり、これによって、回動部材を大きく回動させることができる。
【００８９】
本実施形態の光路補正装置において、前記回動部材は、前記支持面として円形の端面を有する第１円柱部を有しており、前記連結部材は、前記第１円柱部よりも小径で、前記回動中心を通る軸で前記第１円柱部と同軸に連結される第２円柱部と、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面における前記部分的な領域と、前記第２円柱部とを連結する接着剤とを有しており、前記第２円柱部は、前記第１円柱部と連結される端面に、前記作用領域を有していてもよい。
【００９０】
回動部材の円柱部（第１円柱部）と連結部材の円柱部（第２円柱部）とを同軸で連結し、変位部材の上記した部分的な領域と第２円柱部とを接着剤で連結した構成では、第２円柱部は、第１円柱部と連結される端面の作用領域を介して、第１円柱部を押圧し、回動させることができる。
【００９１】
本実施形態の光路補正装置において、前記接着剤は、弾性を有していてもよい。
【００９２】
この構成では、変位部材の伸長時に、接着剤が弾性変形するため、変位部材の伸長方向の力を回動部材を回動させる方向の力に効率よく変換して、回動部材を回動させることができる。
【００９３】
本実施形態の光路補正装置において、前記連結部材は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の少なくとも一部と固定される台座部と、前記台座部の中心よりも前記回動中心側に位置して、前記台座部と前記回動部材とを連結し、前記変位部材の伸長時に前記台座部からの押圧力が伝達される押圧部材とを有しており、前記押圧部材は、前記回動部材と連結される端面に、前記作用領域を有していてもよい。
【００９４】
連結部材が台座部と押圧部材とを有する構成において、押圧部材が、回動部材と連結される端面に作用領域を有しているので、押圧部材が作用領域を介して回動部材を押圧することにより、台座部の大きさに関係なく、回動部材を大きく回動させることができる。
【００９５】
本実施形態の光路補正装置において、前記押圧部材は、弾性を有していてもよい。
【００９６】
この場合、変位部材の伸長時に、押圧部材が台座部を介して押圧されて弾性変形するため、変位部材の伸長方向の力を回動部材を回動させる方向の力に効率よく変換して、回動部材を回動させることができる。
【００９７】
本実施形態の光路補正装置において、前記変位部材は、複数設けられており、前記連結部材の前記作用領域は、前記複数の変位部材の個々の伸縮を前記回動部材に伝達してもよい。
【００９８】
連結部材の作用領域が、複数の変位部材の個々の伸縮を回動部材に伝達することにより、各変位部材の伸縮に応じた方向に回動部材を回動させることができる。つまり、各変位部材の伸縮に応じて、回動部材の回動方向を変えることができ、反射ミラーでの反射光の光路（反射方向）を確実に変えることができる。
【００９９】
本実施形態の光路補正装置において、前記複数の変位部材は、電圧印加によって伸縮する圧電素子でそれぞれ構成されており、少なくとも２つの圧電素子に対して互いに逆位相の電圧を印加する電圧印加部が設けられていてもよい。
【０１００】
２つの圧電素子に逆位相の電圧が印加されると、一方の圧電素子は、その伸長によって連結部材を介して回動部材を押圧するが、他方の圧電素子は、その収縮によって連結部材を介しての回動部材の押圧を解除する。これにより、一方の圧電素子の伸長による回動を妨げる方向の力を取り除いて、上記回動を助長することができる。その結果、１つの圧電素子の伸長のみによって回動部材を回動させる構成に比べて、回動部材の回動範囲（回動角）を広げることができるとともに、回動可能な方向（反射光が偏向される面）を増やすことができる。
【０１０１】
本実施形態の光路補正装置において、前記電圧印加部によって互いに逆位相の電圧が印加される２つの圧電素子は、前記回動部材の回動中心を通る軸に対して対向配置されていてもよい。
【０１０２】
この場合は、対向配置された一方の圧電素子の伸長によって回動部材が回動する方向と同じ方向に、他方の圧電素子の収縮による回動の助長が働くので、１つの圧電素子の伸長のみによって回動部材を回動させる構成に比べて、回動部材の回動範囲を２倍にできる。
【０１０３】
本実施形態の干渉計は、光源からの光を分離して移動鏡および固定鏡に導き、前記移動鏡および前記固定鏡にて反射された各光を合成し、干渉光として検出器に導く干渉計であって、上述した本実施形態の光路補正装置を備え、前記光路補正装置の前記回動部材で支持される前記反射ミラーは、前記固定鏡であってもよい。
【０１０４】
移動鏡の移動量を増大させたときに移動鏡の並進性が崩れ、２光路を進行して検出器に入射する各光に相対的な傾きが生じた場合でも、本発明の光路補正装置によって固定鏡が回動し、固定鏡で反射される光の光路が補正される。これにより、検出器で検出される干渉光の干渉縞のコントラストが低下するのを抑えることができる。
【０１０５】
本実施形態のフーリエ変換分光分析装置は、上記した本実施形態の干渉計と、前記干渉計の前記検出器で得られるインターフェログラムをフーリエ変換する演算部とを備えていてもよい。
【０１０６】
本実施形態の干渉計によれば、移動鏡の移動量を増大させたときに移動鏡の並進性が崩れても、光路補正装置での光路補正により、検出器で検出される干渉光の干渉縞のコントラストが低下するのを抑えることができる。したがって、演算部でのフーリエ変換によって得られるスペクトルに基づく分光分析を精度よく行うことができる。つまり、移動鏡の移動量を増大させて分解能を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の光路補正装置は、干渉計やフーリエ変換分光分析装置のほかに、例えば反射光学系を有するレーザ機器や光学走査装置など、反射ミラーでの反射光の光路の補正が必要な装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１      干渉計
２      演算部
１２      分光光源
１５      固定鏡（反射ミラー）
１６      移動鏡
１８      分光検出器
３１      光路補正装置
５１      回動部材
５１ａ    第１円柱部（回動部材）
５１Ｒ    第１の領域
５１Ｒ1    第１の領域
５１Ｒ2    第２の領域
５２      圧電素子（変位部材）
５２ａ    圧電素子（変位部材）
５２ｂ    圧電素子（変位部材）
５２ｃ    圧電素子（変位部材）
５２ｄ    圧電素子（変位部材）
５２Ｓ    端面
５２Ｓ1    領域
５３      接着剤（連結部材）
５５      電圧印加部
５５ａ    電圧印加部
５５ｂ    電圧印加部
５５ｃ    電圧印加部
５５ｄ    電圧印加部
５６      連結部材
５６ａ    作用領域
５７      第２円柱部（連結部材）
５８      連結部材
５９      台座部（連結部材）
６０      押圧部材（連結部材）
６０ａ    作用領域
Ｃ      中心軸
Ｐ      回動中心
【図１】
2011135943.tif 000003
【図２】
2011135943.tif 000004
【図３】
2011135943.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011135943.tif 000008
【図７】
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【図８】
2011135943.tif 000010
【図９】
2011135943.tif 000011
【図１０】
2011135943.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011135943.tif 000017
【図１６】
2011135943.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月15日(2011.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の光路を補正する光路補正装置であって、
反射ミラーと、
前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、
前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、前記回動部材との間隔が変化する方向に伸縮可能な変位部材と、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する連結部材とを備え、
前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、
前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面よりも狭く、かつ、前記端面における前記回動中心に近い部分的な領域と対応しており、
前記連結部材は、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の少なくとも一部と固定される台座部と、
前記台座部の中心よりも前記回動中心側に位置して、前記台座部と前記回動部材とを連結し、前記変位部材の伸長時に前記台座部からの押圧力が伝達される押圧部材とを有しており、
前記押圧部材は、前記回動部材と連結される端面に、前記作用領域を有していることを特徴とする光路補正装置。
【請求項２】
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と対向する前記回動部材の領域を、前記回動部材の回動中心により近い第１の領域と、前記回動中心からより遠い第２の領域とに分割したとき、
前記連結部材は、前記変位部材の伸長時に、前記作用領域によって前記回動部材の前記第１の領域を押圧することを特徴とする請求項１に記載の光路補正装置。
【請求項３】
前記作用領域は、前記連結部材の前記回動部材と接触する端面において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の中心を通る伸縮方向に沿った中心軸よりも、前記回動中心に近い位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の光路補正装置。
【請求項４】
前記押圧部材は、弾性を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光路補正装置。
【請求項５】
前記変位部材は、複数設けられており、
前記連結部材の前記作用領域は、前記複数の変位部材の個々の伸縮を前記回動部材に伝達することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光路補正装置。
【請求項６】
前記複数の変位部材は、電圧印加によって伸縮する圧電素子でそれぞれ構成されており、
少なくとも２つの圧電素子に対して互いに逆位相の電圧を印加する電圧印加部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光路補正装置。
【請求項７】
前記電圧印加部によって互いに逆位相の電圧が印加される２つの圧電素子は、前記回動部材の回動中心を通る軸に対して対向配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光路補正装置。
【請求項８】
光源からの光を分離して移動鏡および固定鏡に導き、前記移動鏡および前記固定鏡にて反射された各光を合成し、干渉光として検出器に導く干渉計であって、
請求項１から７のいずれかに記載の光路補正装置を備え、
前記光路補正装置の前記回動部材で支持される前記反射ミラーは、前記固定鏡であることを特徴とする干渉計。
【請求項９】
請求項８に記載の干渉計と、
前記干渉計の前記検出器で得られるインターフェログラムをフーリエ変換する演算部とを備えていることを特徴とするフーリエ変換分光分析装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月21日(2011.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の光路を補正する光路補正装置であって、
反射ミラーと、
前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、
前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、連結部材を介して前記回動部材を押圧する方向に沿って収縮可能な四角柱状の変位部材と、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する前記連結部材とを備え、
前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、
前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な前記端面よりも狭く、かつ、前記連結部材の前記回動部材と接触する端面において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の外縁を構成する四角形の２本の対角線の交点を通る、伸縮方向に沿った中心軸よりも、前記回動中心に近い位置にあり、
前記連結部材は、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の少なくとも一部と固定される台座部と、
前記台座部よりも小さい断面積を有して前記台座部と前記回動部材とを連結し、前記変位部材の伸長時に前記台座部からの押圧力が伝達されるとともに、前記回動部材と連結される端面に、前記作用領域を有する柱状の押圧部材とを有しており、
前記変位部材は、複数設けられており、
前記連結部材は、前記複数の変位部材の各々に対応して前記変位部材と同数設けられており、
前記複数の連結部材の各作用領域は、前記複数の変位部材の個々の伸縮を前記回動部材に伝達し、
前記複数の変位部材は、電圧印加によって伸縮する２つの圧電素子の組が１組または２組で構成されており、
前記各組を構成する２つの圧電素子は、前記回動部材の回動中心を通る、前記中心軸に平行な軸に対して、対向配置されており、
前記各組の圧電素子に対して電圧を印加する電圧印加部が設けられており、
前記電圧印加部は、前記各組の対向配置される２つの圧電素子に対して、互いに逆位相の電圧を印加することを特徴とする光路補正装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、弾性を有していることを特徴とする請求項１に記載の光路補正装置。
【請求項３】
光源からの光を分離して移動鏡および固定鏡に導き、前記移動鏡および前記固定鏡にて反射された各光を合成し、干渉光として検出器に導く干渉計であって、
請求項１または２に記載の光路補正装置を備え、
前記光路補正装置の前記回動部材で支持される前記反射ミラーは、前記固定鏡であることを特徴とする干渉計。
【請求項４】
請求項３に記載の干渉計と、
前記干渉計の前記検出器で得られるインターフェログラムをフーリエ変換する演算部とを備えていることを特徴とするフーリエ変換分光分析装置。
【国際調査報告】
2011135943.tif 000019
2011135943.tif 000020
2011135943.tif 000021
2011135943.tif 000022